可持續(xù)發(fā)展· SUSTAINABLE DEVELOP生物質(zhì)和生物質(zhì)能的開發(fā)利用趙連有(張家口廣播電視大學(xué),河北張家口075000摘要:從我國農(nóng)村環(huán)境現(xiàn)狀和生物質(zhì)資源情況入手,分析了我國農(nóng)村豐富的可再生的生物質(zhì)能資源,主要是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活中的廢棄物和污染物如大量農(nóng)作物秸稈、畜禽糞便、生活垃圾的無害化處理和資源化利用的方式,以及液體生物燃料的開發(fā)途徑,這對于解決我國農(nóng)村節(jié)能減排問題和農(nóng)村環(huán)境污染問題具有重要意義。關(guān)鍵詞:生物質(zhì);生物質(zhì)能;開發(fā)利用文章編號:1005-4944(2007)06-003004如今,節(jié)能減排越來越多地和新能源共同出現(xiàn)。高,畜禽養(yǎng)殖業(yè)污水、糞便、農(nóng)作物秸稈以及殘留農(nóng)膜上世紀(jì)70年代以來,新能源開發(fā)利用受到世界各國等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的廢棄物大量增加,面源污染問題的普遍重視,許多國家都將開發(fā)利用新能源作為提高突出。全國因固體廢棄物堆存而占用和毀損的農(nóng)田面能源安全、應(yīng)對氣候變化和實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重積已超過13.33萬hm2,3億多農(nóng)村人口面臨飲水不安要途徑。近幾年,隨著國際石油價格不斷攀升,電力供全問題。一些地區(qū)由于環(huán)境污染引發(fā)的各類疾病明顯應(yīng)日趨緊張能源問題已成為制約經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)上升,還有一些地區(qū)農(nóng)田污水灌溉、過量施用化肥和展的瓶頸。石油、煤炭等傳統(tǒng)能源大量消耗及其造成農(nóng)藥,導(dǎo)致農(nóng)作物品質(zhì)下降、減產(chǎn)甚至絕收。的環(huán)境污染,對能源枯竭的擔(dān)心和對氣候變化的憂12我國農(nóng)村生物質(zhì)資源情況慮,促使人們不僅致力于開發(fā)傳統(tǒng)化石能源的替代我國有豐富的生物質(zhì)能資源,開發(fā)程度還很低品——新能源,而且更多地注重提高能源使用效率和開發(fā)利用有巨大潛力。據(jù)測算,目前我國農(nóng)村每年產(chǎn)關(guān)注能源的環(huán)境效益。因此,生物質(zhì)能太陽能、風(fēng)能、生生活污水約80億t,生活垃圾約12億t,畜禽糞便水能、核能、地?zé)?、天然氣等新型清潔能源的開發(fā)愈加排放總量達(dá)25億t農(nóng)作物秸稈6億多t,農(nóng)產(chǎn)品加工成為國際新能源發(fā)展領(lǐng)域的熱點(diǎn)。業(yè)廢棄物(稻殼、玉米芯、花生殼、甘蔗渣、棕櫚殼等)為了優(yōu)化能源結(jié)構(gòu),保障能源安全,保護(hù)環(huán)境和超過1億t這些農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢棄物污染物等生物質(zhì)資可持續(xù)發(fā)展,能源多樣化已成為我國能源戰(zhàn)略的核心源的資源化綜合利用率很低,大部分沒有得到有效利目標(biāo)之一。開發(fā)新型能源與高效節(jié)能技術(shù)成為我國的用。此外,有不少荒山、荒坡、鹽堿地等邊際性土地待當(dāng)務(wù)之急。我國農(nóng)村節(jié)能減排有著巨大的市場和潛開發(fā),可種植甜高粱、甘蔗、木薯、甘薯等非糧能源作力。在農(nóng)村開發(fā)利用可再生的生物質(zhì)能源既能發(fā)展物。節(jié)約型農(nóng)業(yè),推動經(jīng)濟(jì)增長方式轉(zhuǎn)變,又能實現(xiàn)農(nóng)業(yè)2生物質(zhì)生物質(zhì)能的概念和生物質(zhì)資源類型廢棄物的二次利用,搞好農(nóng)村環(huán)境污染防治,推進(jìn)農(nóng)21生物質(zhì)和生物質(zhì)能的概念村節(jié)能環(huán)保工作。生物質(zhì)是指通過光合作用形成的各種有機(jī)體包1我國農(nóng)村環(huán)境現(xiàn)狀和生物質(zhì)資源情況括所有的動物、植物和微生物。生物質(zhì)能是太陽能以11我國農(nóng)村環(huán)境現(xiàn)狀化學(xué)能形式儲存在生物質(zhì)中的能量。從廣義上講,生近年來我國農(nóng)村環(huán)境問題日益突出,農(nóng)村生產(chǎn)物質(zhì)能是以生物質(zhì)為載體的太陽能它直接或間接來和生活中存在的環(huán)境問題,已成為農(nóng)村經(jīng)濟(jì)社會可持源中國煤化工指能作為燃料的這續(xù)發(fā)展的制約因素。隨著我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力大幅度提部CNMHG30農(nóng)業(yè)環(huán)境與發(fā)展2007年第6期可持續(xù)發(fā)展· SUSTAINABLE DEVELOP地球上的生物質(zhì)能極為豐富。陸地上的樹木、草限于個別地區(qū),秸稈回收輻射范圍不大,回收利用量類農(nóng)作物秸稈、江河湖海中的藻類等水生植物、動物都還有限。以河北省為例,晉州、威縣成安生物質(zhì)發(fā)的糞便、生活垃圾、某些工業(yè)生產(chǎn)中的廢液和有機(jī)廢電示范項目建成后涿鹿赤誠生物質(zhì)能發(fā)電(秸稈發(fā)物等都是可以利用的生物能源。電)項目今年也被核準(zhǔn)。22生物質(zhì)資源類型32液體生物燃料的開發(fā)利用生物質(zhì)資源一般分為4大類:固體生物質(zhì)、液體巴西是全球生產(chǎn)生物乙醇最多的國家,以甘蔗為生物燃料、沼氣和垃圾。固體生物質(zhì)包括農(nóng)業(yè)廢棄物、主要原料生產(chǎn)乙醇燃料,2005年的產(chǎn)量達(dá)到1300萬林業(yè)廢棄物等農(nóng)業(yè)廢棄物主要指農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和加工過t,占世界生物乙醇總產(chǎn)量的48%。美國主要以玉米為程中形成的廢棄物如農(nóng)作物秸稈、稻殼等;林業(yè)廢棄原料生產(chǎn)乙醇燃料,2005-200年用于生產(chǎn)乙醇燃料物主要指林木生產(chǎn)、采用和加工過程中形成的廢棄的玉米達(dá)到4200萬t,占國內(nèi)總消耗量的24%。荷蘭物。液體生物燃料主要指以非糧食能源作物樹生能等歐洲國家主要以從東南亞、印尼、馬來西亞等進(jìn)口源油料等為原料生產(chǎn)的生物柴油、生物乙醇等。的棕櫚油為主要原料生產(chǎn)液體燃料,導(dǎo)致一些發(fā)展中通過生物質(zhì)資源利用所獲取的能源即生物質(zhì)能,國家為了增加生物燃料的出口,甚至大片砍伐熱帶雨其表現(xiàn)形式有熱能、電能、沼氣以及各種生物燃料林,從而引發(fā)森林、濕地等自然保護(hù)區(qū)的流失,其環(huán)境3生物質(zhì)和生物質(zhì)能的主要利用方式破壞作用甚至可能超過生物燃料所帶來的好處。發(fā)展31農(nóng)作物秸稈的綜合利用生物燃料成為應(yīng)對全球能源危機(jī)和氣候變化的有效我國廣大農(nóng)村具有豐富的農(nóng)作物秸稈資源,有效途徑之一,但必須注重生物燃料的可持續(xù)發(fā)展,不能利用率還很低。每年夏收、秋收期間,各地政府通過疏以犧牲環(huán)境為代價顧此失彼。堵結(jié)合,加強(qiáng)農(nóng)作物秸稈禁燒工作。但是,仍有許多農(nóng)2006年我國燃料乙醇產(chǎn)能已達(dá)132萬t,成為繼作物秸稈白白燒掉,或者作為燒柴直接燃燒,一方面巴西和美國之后的第三大燃料乙醇生產(chǎn)國?！笆晃濉痹斐闪谁h(huán)境污染,另一方面也造成資源的極大浪費(fèi)。末期,我國生物燃料乙醇生產(chǎn)能力計劃達(dá)到522萬t若將這些秸稈資源多渠道、多途徑利用就能實現(xiàn)廢物a,到2020年發(fā)展燃料乙醇至1500萬t。然而,隨著的二次利用,大大提高其利用率不僅節(jié)約農(nóng)業(yè)資源,建設(shè)燃料乙醇項目的熱情高漲,其主要原料玉米的價增加農(nóng)民收人,還能起到節(jié)能環(huán)保的作用格上升明顯。且生產(chǎn)1t燃料乙醇平均需要消耗33t農(nóng)作物秸稈綜合利用工作,各地多是以機(jī)械化秸玉米,“人車爭糧”趨勢凸顯。以糧食生產(chǎn)燃料乙醇的稈還田作肥料作為主渠道秸稈堆漚還田技術(shù)、秸稈能源轉(zhuǎn)換方式,逐漸被證實不符合我國國情,2006年壓塊飼料技術(shù)、秸稈青貯飼料技術(shù)、利用秸稈作基料底被國家發(fā)改委叫停。種植食用菌技術(shù)等循環(huán)農(nóng)業(yè)技術(shù)不同程度地得到推我國以非糧作物為原料的生物能源產(chǎn)業(yè)正處于廣應(yīng)用。比如秸稈還田,不僅可以保墑節(jié)水增強(qiáng)土壤關(guān)鍵發(fā)展時期,當(dāng)前制約其發(fā)展的主要瓶頸是原肥力防止土壤的板結(jié)、退化、沙化,還可以抑制雜草料短缺。我國液體生物燃料的發(fā)展定位必須正確,要的生長,免打除草劑,省時省力,節(jié)約開支。堅持不與人爭糧不與糧爭地、不破壞生態(tài)環(huán)境的原隨著我國節(jié)能環(huán)保技術(shù)的進(jìn)步和創(chuàng)新,農(nóng)作物秸則要堅持走原料多元化的道路。我國有大量鹽堿地稈成為清潔、環(huán)保、可再生的生物質(zhì)能的重要來源,可荒山荒地等未利用土地資源,可規(guī)?；_發(fā)利用的將生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化成高能效的液體或氣體燃料,而且秸能源作物較多,可因地制宜的開發(fā)用于燃料乙醇的甜稈成本低,污染少,效益高。秸稈氣化站建設(shè)、秸稈沼高粱、甘蔗、木薯、甘薯、甜菜等和用于生物柴油的棉氣項目、秸稈發(fā)電項目、秸稈固化成型燃料項目、秸稈花(籽)、蓖麻等能源作物。我國自主選育的甜高粱系生產(chǎn)乙醇項目等的新能源開發(fā),正在各地不斷出現(xiàn)。列品H中國煤化工東河北新疆等地但這些技術(shù)在我國剛剛起步,比如秸稈發(fā)電項目也僅大面和CNMHG原料的燃料乙醇生Agro-Environment& Development 31可持續(xù)發(fā)展· SUSTAINABLE DEVELOP產(chǎn)試點(diǎn)。而甘蔗、木薯、甘薯、甜菜等非糧作物制取燃溫?zé)煔?通過余熱鍋爐轉(zhuǎn)換為熱水,可以用于集中供料乙醇尚處于起步階段,今后這些資源的開發(fā)利用將暖和供熱水;大中城市城鄉(xiāng)結(jié)合部、縣城、城鎮(zhèn)等還可會加大。為滿足國家對液體生物燃料的原料需要,國以利用產(chǎn)生的熱水蒸汽,開辦大眾浴池溫室游泳家林業(yè)局宜布0133億hm2林地將用于生物質(zhì)能源開館溫室植物園社區(qū)活動中心等,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)實發(fā)。今年首批在云南、四川啟動4萬多hm3樹生能源現(xiàn)環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的雙贏。油料是生物柴油發(fā)電所需的原料,有些樹種的果實34畜禽糞便無害化處理和資源化利用含油量高達(dá)50%?！笆晃濉逼陂g,中國將通過培育生我國每年產(chǎn)生的25億多t畜禽糞便,若能有效地物質(zhì)能源林滿足600萬t生物柴油的供應(yīng)和1500萬利用,可以產(chǎn)生數(shù)量巨大的沼氣,成為農(nóng)村高效清潔kW機(jī)組發(fā)電所需原料。林業(yè)生物質(zhì)能源是一種可再的優(yōu)質(zhì)燃料。同時,可以解決大量畜禽糞便對環(huán)境污生能源,通過發(fā)展生物質(zhì)能源林基地建設(shè),實現(xiàn)林油染的問題尤其是減少地表水和地下水源的污染一體化解決能源的可替代問題,也解決了生態(tài)問題。341戶用沼氣池建設(shè)這些樹木在提供生物質(zhì)能源的同時,發(fā)揮著巨大的生農(nóng)村沼氣池建設(shè),即“畜禽養(yǎng)殖一沼氣一果(菜)態(tài)效益還可以解決農(nóng)民的致富問題。此外國內(nèi)首條種植”三位一體的生態(tài)農(nóng)業(yè)體系、循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式,一般利用秸稈生產(chǎn)燃料乙醇的生產(chǎn)線在山東省東平縣正是建于農(nóng)家庭院作為一項“生態(tài)家園富民工程”。各式投產(chǎn),國內(nèi)首家10萬t生物酶法生產(chǎn)生物柴油項目地農(nóng)村沼氣池建設(shè)方興未艾,把沼氣池建設(shè)與改水、(通過生物作用將廢棄的動、植物油脂轉(zhuǎn)化為生物柴改廁改圈改灶聯(lián)系起來,與文明生態(tài)村創(chuàng)建、鄉(xiāng)村油)在河北省秦皇島市正式啟動。開展生物柴油、生物清潔工程相結(jié)合,使人畜禽糞便直接放入沼氣池中發(fā)乙醇等的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化示范,成為當(dāng)前我國生物能源酵,產(chǎn)生高效清潔的優(yōu)質(zhì)燃料——沼氣。沼氣用于農(nóng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展迫切需要解決的重大問題。戶做飯、燒水、照明,解決了用沼氣農(nóng)戶70%以上的生33垃圾無害化處理和資源化利用活用能產(chǎn)生的沼液、沼渣作為優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥料并促生我國農(nóng)村生活垃圾只有小部分進(jìn)行了簡易填埋,庭院經(jīng)濟(jì)如養(yǎng)豬業(yè)、蔬菜林果業(yè)、日光大棚等的發(fā)展,絕大部分則是傾倒于渠道、江河、田地、村頭、路邊等,為農(nóng)民增收節(jié)支;沼氣的使用,能夠節(jié)約大量的煤、成為污染環(huán)境的公害。即使簡易填埋,不僅占用土地,電、薪柴,保護(hù)森林資源,減少排放大量的CO2、SO2等也往往會污染地下水和土壤。有害氣體;能夠美化清潔農(nóng)家庭院解決農(nóng)村臟亂差垃圾也是可以利用的生物質(zhì)資源,可以結(jié)合農(nóng)村的現(xiàn)象提高農(nóng)村生活質(zhì)量,產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效環(huán)境污染防治將其變廢為寶,為廣大農(nóng)村生產(chǎn)生活益和社會效益都非常顯著。近年來我國農(nóng)村沼氣建中的垃圾找到出路,解決好農(nóng)村的節(jié)能環(huán)保問題。浙設(shè)卓有成效經(jīng)驗之一就是國家和各級地方政府的支江省諸暨市利用福建豐泉環(huán)保集團(tuán)研發(fā)的LHC中型持引導(dǎo)。僅2003-2006年,國家共安排55億元國債生活垃圾熱解焚燒系統(tǒng),“火攻”農(nóng)村垃圾的做法值得資金在48萬個村建設(shè)沼氣。目前我國已經(jīng)推廣農(nóng)村推廣。這種專門針對我國縣城、鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村開發(fā)的中型戶用沼氣池1800多萬戶,沼氣普及率11%,適宜農(nóng)垃圾焚燒爐,整套造價(3000萬元)相當(dāng)于建一個衛(wèi)戶沼氣普及率達(dá)到1874%生填埋廠,運(yùn)行費(fèi)用大約每噸50-60元,也相當(dāng)于衛(wèi)34.2大中型沼氣池建設(shè)生填埋的費(fèi)用。這種新工藝焚燒爐破解了農(nóng)村生活垃在備禽養(yǎng)殖業(yè)發(fā)達(dá)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)、城郊及大中型養(yǎng)殖圾焚燒成本高(熱值低、灰分高、渣土多)環(huán)保難達(dá)標(biāo)場建設(shè)大中型沼氣池,實現(xiàn)沼氣集中供氣。根據(jù)養(yǎng)殖(往往造成空氣污染產(chǎn)生大量二惡英等強(qiáng)致癌物質(zhì))場所在地的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平養(yǎng)殖業(yè)和種植業(yè)布局等具的難題,環(huán)保部門對其檢測的結(jié)果表明各種排放指標(biāo)體情況,因地制宜地選擇生產(chǎn)沼氣、堆肥、各類環(huán)境工遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)。垃圾經(jīng)高溫焚燒后形成的爐渣,程等中國煤化工禽養(yǎng)殖污染問題,實可以用作生產(chǎn)建材產(chǎn)品的原料磚;焚燒產(chǎn)生的高現(xiàn)畜CNMHG利用,使污染物達(dá)標(biāo)32農(nóng)業(yè)環(huán)境與發(fā)展207年第6期可持續(xù)發(fā)展· SUSTAINABLE DEVELOP排放。據(jù)國家環(huán)境保護(hù)總局2006年發(fā)布的《國家農(nóng)村來,推進(jìn)新農(nóng)村能源建設(shè)的規(guī)范化法制化進(jìn)程。其小康環(huán)保行動計劃》,到2010年,完成500個規(guī)?；螄沂?、市應(yīng)設(shè)立農(nóng)村能源建設(shè)專項資金,形成畜禽養(yǎng)殖污染防治示范工程建設(shè),其中東、中、西部分相對穩(wěn)定的資金投人機(jī)制,并制定相應(yīng)的配套措施。別完成200個、180個、120個示范工程建設(shè)。在重點(diǎn)第三,出臺優(yōu)惠政策加大扶持力度。建議國家盡快制流域、區(qū)域和規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖污染物排放量較高的地定對農(nóng)村新能源產(chǎn)業(yè)在財政補(bǔ)貼、低息貸款等方面的區(qū),優(yōu)先建設(shè)規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖污染防治示范工程。優(yōu)惠政策,對產(chǎn)業(yè)基地建設(shè)、節(jié)能環(huán)保技術(shù)進(jìn)步等給農(nóng)業(yè)部發(fā)布的《農(nóng)業(yè)生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃重點(diǎn)支持組織實施若干重點(diǎn)科研課題,對生產(chǎn)工(2007-2015年)提出到2010年全國農(nóng)村戶用沼氣藝裝備技術(shù)、生物能源選種育種等進(jìn)行重點(diǎn)研究推總數(shù)要達(dá)到4000萬戶,占適宜農(nóng)戶的30%左右,年進(jìn)生物質(zhì)能源的科研和產(chǎn)業(yè)化。第四,大力開展技術(shù)生產(chǎn)沼氣155億m;新建規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場、養(yǎng)殖小指導(dǎo)和服務(wù),進(jìn)一步充實完善技術(shù)服務(wù)體系。近年來區(qū)沼氣工程4000處,年新增沼氣336億m。到2015我國已探索出不少好技術(shù),要大力普及農(nóng)村沼氣,推年,全國農(nóng)村戶用沼氣總數(shù)要達(dá)到6000萬戶,年生產(chǎn)廣應(yīng)用秸稈氣化、秸稈固化等農(nóng)村新型能源。第五因沼氣23億m3,并逐步推進(jìn)沼氣產(chǎn)業(yè)化發(fā)展;建成規(guī)地制宜合理布局。根據(jù)農(nóng)村生物質(zhì)資源種植業(yè)和養(yǎng)?；笄蒺B(yǎng)殖場養(yǎng)殖小區(qū)沼氣工程8000處,年產(chǎn)沼殖業(yè)布局結(jié)構(gòu)、畜禽養(yǎng)殖污染等具體情況,建設(shè)大型氣67億秸稈發(fā)電項目、秸稈生產(chǎn)乙醇項目、沼氣集中供氣項結(jié)語目等抓好一批示范工程和試點(diǎn)。以農(nóng)業(yè)廢棄物資源目前,世界各國都在致力于開發(fā)高效、無污染的化利用為重點(diǎn)加快實施鄉(xiāng)村清潔工程,推進(jìn)農(nóng)村作生物質(zhì)能源利用技術(shù),預(yù)計到2020年,全球總能耗將物秸稈、生活垃圾、污水、糞便的無害化處理和資源化有40%以上來自生物質(zhì)能源。我國已頒布《可再生能利用。在適宜地區(qū)發(fā)展能源作物和建設(shè)能源林基地,源法》生物質(zhì)能源是其中最重要的可再生能源之一。積極開發(fā)生物質(zhì)能源面對日益嚴(yán)峻的能源資源和環(huán)境問題,在農(nóng)村大力實施新能源建設(shè)勢在必行。開發(fā)利用豐富的、可再生的參考文獻(xiàn)生物質(zhì)能,對于促進(jìn)新農(nóng)村建設(shè),實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,替曾中平高新科技知識教程M北京中華工商聯(lián)合出版社2007代傳統(tǒng)能源,確保能源安全,改善城鄉(xiāng)環(huán)境,發(fā)展循環(huán)29經(jīng)濟(jì)等均有重要意義。[2]王婭妮我國農(nóng)村環(huán)境問題日益突出N河北日報2007-0609目前農(nóng)村大力實施新能源建設(shè)還存在一些亟待③3賈小案丁航逄錦福生物質(zhì)能蒸蒸日上人民日報2005-1解決的問題,比如缺少激勵性政策機(jī)制,專項資金貼馮華“糧變油叫停燃料乙醇另覓新路人民日報2000息貸款、補(bǔ)貼等方式的激勵性政策還不多;對農(nóng)村能5高保生國家林業(yè)局宣布兩億畝林地將用于生物質(zhì)能源開發(fā)N人民源建設(shè)資金投入不足,技術(shù)推廣經(jīng)費(fèi)少,技術(shù)推廣上報2010207有不少難題,有些技術(shù)還不夠完善;機(jī)構(gòu)不健全技術(shù)潘少軍浙江諸暨“火攻”農(nóng)村垃圾人民日報2000215隊伍薄弱,維修、后期服務(wù)跟不上;宣傳力度不夠,認(rèn)識不到位沒有認(rèn)識到其綜合效益。要把農(nóng)村巨大的作者簡介趙連有(1965-)男河北蔚縣人,副教授理學(xué)碩土,研究方生物質(zhì)資源利用好,需要花大力氣去解決這些問題。向主要從事生態(tài)環(huán)保方面的教學(xué)與研究。首先,要制定新農(nóng)村能源建設(shè)的總體規(guī)劃,把農(nóng)村能收稿日期:200902源建設(shè)與農(nóng)民生活、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境建設(shè)結(jié)合起中國煤化工CNMHGAgro-Environment Development 33